Nanofaserschichten eignen sich hervorragend als Barrierematerialien. Aufgrund ihrer besonders feinen Struktur bietet der Einsatz von Nanofasern eine bessere Barrierewirkung gegen Bakterien und Viren als reiner Vliesstoff, weshalb sie in Kombination mit Vliesstoffen als Filtermaterial in Mund-Nasen-Masken oder als Barrierematerial in Schutzanzügen von großem Nutzen sein können. Nanofasermembranen filtern auch dann zuverlässig, wenn das Material durch ausgeatmete Luft feucht wird – ein großer Vorteil gegenüber herkömmlichen Masken, deren Filterfunktion teilweise auf Elektrostatik beruht, wodurch sie feuchtigkeitsempfindlich sind und ihre Schutzwirkung mit der Zeit nachlässt.
Alleine, als Einzelschichten, haben Nanofasern jedoch nur einen geringen mechanischen Widerstand und müssen daher mit anderen Materialien kombiniert werden. Hierin liegt eine besondere Herausforderung, denn zwischen den Nanofaserschichten und dem Trägermaterial muss eine ausreichende Haftung gewährleistet sein. Angesichts der aktuellen COVID-19-Pandemie hat dieses Thema eine besondere Bedeutung und gesellschaftliche Relevanz erlangt.
Entwicklung innovativer Hybridtextilien aus Nanofasern und Meltblown-Vliesstoffen
Das im Juli 2020 gestartete internationale CORNET-Projekt NanoHyb arbeitet derzeit an der Entwicklung hybrider Textilstrukturen auf der Basis von Nanofasern. Diese Nanofaserschichten werden durch Elektrospinnen hergestellt und in einem Sandwichverbund zwischen zwei Vliesstoffe integriert. Letztere werden durch ein sogenanntes Meltblown-Verfahren hergestellt, wodurch ebenfalls sehr dünne und feine Filamente erzeugt werden können. Um die verschiedenen Lagen ohne Klebstoffe effektiv miteinander zu verbinden und eine besonders starke Haftung und damit zuverlässige Filterleistung zu erzielen, kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz. So untersucht das internationale Forscherteam aus Deutschland und der Tschechischen Republik die Möglichkeit, einzelne Oberflächenschichten mittels Plasmabehandlung zu verändern, sowie das Fügen durch Laser- und Ultraschallschweißtechnik. Koordiniert wird das Projekt vom AiF-Mitglied Forschungskuratorium Textil e.V. (FKT).
Forschungsergebnisse kommen kleinen und mittelständischen Unternehmen zugute
Die Verwendung von Nanofaserfiltern gilt als State of the Art-Technologie. Die FuE-Ergebnisse von NanoHyb werden im Anschluss kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) zur Verfügung gestellt, die sie an ihre Bedürfnisse anpassen und auf der Forschungsbasis neue Produkte und Methoden entwickeln können. Die potenziellen Anwendungsbereiche liegen vor allem im Pandemieschutz (Einwegschutz- und Bekleidungstextilien). Die sich hier ständig weiterentwickelnden Anforderungen an Barrierematerialien werden dabei kontinuierlich in die Forschungsarbeit miteinbezogen.
Projektteilnehmer aus Deutschland:
Forschungskuratorium Textil e.V. (FKT) (Koordinierende Forschungsvereinigung)
Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) (Forschungseinrichtung)
Projektteilnehmer aus der Tschechischen Republik:
CLUTEX ‐ klastr technické textilie (Forschungsverband)
VÚB a.s. (Forschungspartner)
SVÚM a.s. (Forschungspartner)
CORNET ist die internationale Variante der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) und ermöglicht grenzüberschreitende Projektvorhaben der vorwettbewerblichen Gemeinschaftsforschung zugunsten kleiner und mittelständischer Unternehmen. Weitere Informationen zu CORNET finden Interessenten auf der AiF-Webseite oder in englischer Sprache unter www.CORNET.online. (be)
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